Maszyna do spawania laserowego i system spawania laserowego: Wydajna technologia łączenia i rozwiązania w zakresie spawania laserowego dla przemysłu (spawanie TIG)

Technologia laserowa poczyniła w ostatnich dekadach ogromne postępy, umożliwiając szeroki zakres zastosowań w różnych branżach. W szczególności spawanie laserowe ugruntowało swoją pozycję jako jedna z najwydajniejszych i najprecyzyjniejszych metod łączenia. Maszyny i systemy do spawania laserowego odgrywają kluczową rolę w produkcji towarów w sektorach takich jak motoryzacja, lotnictwo, elektronika, technologia medyczna i wiele innych.

Funkcjonowanie i technologia

Spawarki laserowe wykorzystują wysokoenergetyczne wiązki laserowe do łączenia metali, tworzyw sztucznych i innych materiałów. Proces ten opiera się na precyzyjnej koncentracji światła laserowego, które jest skupiane na spawanych elementach. Generuje to niezwykle wysoką gęstość energii, która topi i spaja materiał.

Nowoczesne systemy spawania laserowego oferują różne rodzaje laserów, w tym lasery światłowodowe, lasery CO₂ i lasery diodowe. Każdy typ ma specyficzne zalety i wady, które należy uwzględnić w zależności od zastosowania. Na przykład lasery światłowodowe znane są z wysokiej jakości wiązki i energooszczędności, podczas gdy lasery CO₂ oferują większą głębokość penetracji.

Zalety spawania laserowego

1. Precyzja i jakość

Spawarki laserowe umożliwiają niezwykle precyzyjne spawanie przy minimalnych odkształceniach i deformacjach przedmiotu obrabianego. Efektem są wysokiej jakości spoiny.

2. Szybkość i wydajność

Proces spawania jest często szybszy w porównaniu z metodami konwencjonalnymi. Zautomatyzowane systemy laserowe mogą przyspieszyć proces produkcji i zwiększyć wydajność.

3. Wszechstronność

Spawanie laserowe umożliwia łączenie szerokiej gamy materiałów, w tym metali, tworzyw sztucznych, a nawet materiałów mieszanych.

4. Minimalne zużycie materiałów

Dzięki tak silnemu skupieniu wiązki laserowej, stopiona zostaje jedynie ograniczona ilość materiału, co zmniejsza zużycie materiału.

5. Bez dodatków

W przeciwieństwie do niektórych konwencjonalnych procesów spawania, spawanie laserowe zazwyczaj nie wymaga stosowania dodatkowych materiałów wypełniających, co minimalizuje koszty i obróbkę końcową.

Zastosowania przemysłowe

1. Przemysł motoryzacyjny

Spawarki laserowe są wykorzystywane w przemyśle motoryzacyjnym do produkcji elementów nadwozia, ram siedzeń, układów wydechowych i innych elementów. Wysoka precyzja spoin przyczynia się do bezpieczeństwa i trwałości pojazdów.

2. Lotnictwo i kosmonautyka

W przemyśle lotniczym i kosmicznym waga komponentów ma kluczowe znaczenie. Spawarki laserowe oferują lekkie, a jednocześnie wytrzymałe połączenia elementów konstrukcyjnych samolotów i statków kosmicznych.

3. Przemysł elektroniczny

Miniaturyzacja podzespołów elektronicznych wymaga precyzyjnych i niezawodnych technik łączenia. Systemy spawania laserowego umożliwiają produkcję drobnych połączeń w podzespołach elektronicznych.

4. Technologia medyczna

W technologii medycznej urządzenia do spawania laserowego wykorzystywane są do produkcji implantów, instrumentów medycznych i urządzeń, w których higiena i precyzja mają priorytetowe znaczenie.

Aktualności i bieżące wydarzenia

1. Produkcja addytywna (druk 3D) i spawanie laserowe

Integracja technologii spawania laserowego z procesem druku 3D otworzyła nowe możliwości. Umożliwia to produkcję złożonych elementów z połączeniami spawanymi o wysokiej wytrzymałości.

2. Robotyka współpracująca

Automatyzacja i robotyka: Postęp w robotyce doprowadził do powstania systemów spawania laserowego, w których roboty i ludzie mogą bezpiecznie ze sobą współpracować. Ta elastyczność umożliwia wydajniejszą produkcję i sprawia, że ​​systemy te nadają się do stosowania w małych i średnich przedsiębiorstwach.

3. Lasery światłowodowe o większej mocy

Rozwój laserów światłowodowych o większej mocy pozwolił na dalszy wzrost prędkości spawania i umożliwił obróbkę grubszych materiałów.

4. Kontrola jakości w linii

Nowoczesne systemy spawania laserowego są często wyposażone w układy kontroli jakości monitorujące spoiny w czasie rzeczywistym i wykrywające ewentualne wady, co zwiększa jakość produkcji.

5. Innowacyjne materiały

Postęp w materiałoznawstwie i technologii umożliwił opracowanie nowych materiałów, zoptymalizowanych specjalnie pod kątem określonych procesów łączenia. Materiały te oferują zwiększoną wytrzymałość, elastyczność i odporność na wpływy środowiska.

6. Lekka konstrukcja i konstrukcja hybrydowa

Lekkie konstrukcje odgrywają ważną rolę w wielu branżach, ponieważ pozwalają zmniejszyć masę produktów i poprawić efektywność energetyczną. Procesy hybrydowe, łączące różne techniki łączenia, oferują różnorodne możliwości innowacyjnych, lekkich koncepcji konstrukcyjnych.

perspektywy

Maszyny i systemy do spawania laserowego zrewolucjonizowały technologię łączenia, oferując szeroki wachlarz korzyści pod względem precyzji, szybkości, wszechstronności i jakości. Dzięki ciągłym badaniom i innowacjom, oczekuje się, że technologie te będą się dalej rozwijać, podbijając kolejne branże i usprawniając produkcję przemysłową.

Technologia łączenia odgrywa kluczową rolę we współczesnym przemyśle wytwórczym, a spawanie i cięcie to dwa najważniejsze procesy w tej dziedzinie. Precyzja i jakość tych technik są niezbędne do produkcji wysokiej jakości produktów w różnych branżach, takich jak motoryzacja, lotnictwo, przemysł stoczniowy, inżynieria mechaniczna i wiele innych. W niniejszym tekście przyjrzymy się bliżej technologiom spawania i cięcia, podkreślając ich znaczenie i aktualny rozwój.

Spawanie: Tworzenie trwałych połączeń

Znaczenie spawania

Spawanie to proces, w którym dwa lub więcej elementów obrabianych jest trwale połączonych ze sobą spoiną. Jest to jedna z najstarszych technik łączenia, która z biegiem czasu uległa znacznemu rozwojowi. Spawanie jest wykorzystywane w wielu gałęziach przemysłu do produkcji złożonych konstrukcji i komponentów, które muszą wytrzymywać duże obciążenia.

Procesy spawalnicze i ich charakterystyka

• Spawanie łukowe: Spawanie łukowe to jedna z najczęściej stosowanych metod spawania. Łuk elektryczny powstaje między elektrodą a przedmiotem spawanym, topiąc materiał i tworząc połączenie. Wyróżnia się różne podkategorie, takie jak spawanie elektrodą topliwą w osłonie gazów aktywnych (MAG) i spawanie elektrodą wolframową w osłonie gazów obojętnych (TIG).
• Spawanie laserowe: Spawanie laserowe znane jest z wyjątkowej precyzji i jakości. Wykorzystuje ono wysokoenergetyczne wiązki laserowe do łączenia materiałów. Niewielka strefa wpływu ciepła minimalizuje odkształcenia i umożliwia stosowanie tego procesu w przypadku delikatnych elementów.
• Spawanie wiązką elektronów: Podczas spawania wiązką elektronów skupiona wiązka elektronów jest kierowana na element obrabiany, topiąc i spawając materiał. Proces ten jest stosowany do materiałów o dużej gęstości i w próżni.

Cięcie: precyzyjne kształtowanie dla wydajnej produkcji

Znaczenie cięcia

Cięcie to kluczowy etap produkcji, który pozwala nadać surowcom pożądany kształt i rozmiar. Precyzyjne cięcie ma kluczowe znaczenie dla produkcji części i komponentów o ścisłych tolerancjach.

Technologie cięcia i ich właściwości

• Cięcie wiązką laserową: Cięcie wiązką laserową znane jest z wysokiej precyzji i szybkości. Wysokoenergetyczna wiązka laserowa jest skierowana na materiał, powodując jego stopienie lub odparowanie. Pozwala to na cięcie cienkich i grubych materiałów z dużą dokładnością.
• Cięcie plazmowe: Cięcie plazmowe jest wykorzystywane głównie do cięcia metali. Strumień plazmy, generowany przez zjonizowany gaz, topi materiał, umożliwiając cięcie grubszych arkuszy.
• Cięcie wodą: Cięcie wodą wykorzystuje cienki strumień wody zmieszany z cząsteczkami ściernymi do cięcia materiałów. Ta metoda jest idealna do materiałów miękkich lub takich, które mogą ulec uszkodzeniu w wysokich temperaturach.

Aktualności i bieżące wydarzenia

Przemysł 4.0 i automatyzacja

Technologia łączenia skorzystała z postępu w automatyzacji i Przemyśle 4.0. Systemy spawania i cięcia oparte na robotach są coraz częściej wykorzystywane do zwiększania wydajności i usprawniania procesów produkcyjnych.

Sztuczna inteligencja i uczenie maszynowe

Integracja sztucznej inteligencji z systemami spawania i cięcia umożliwia lepszą kontrolę procesu i wykrywanie błędów. Technologia ta może automatycznie dostosowywać parametry, aby uzyskać optymalne rezultaty i zminimalizować ilość odpadów.

Innowacje materiałowe

Postęp w materiałoznawstwie i technologii doprowadził do opracowania nowych materiałów zoptymalizowanych specjalnie pod kątem spawania i cięcia. Materiały te oferują zwiększoną wytrzymałość, odporność na korozję i inne właściwości istotne w określonych zastosowaniach.

Systemy hybrydowe

Połączenie różnych technologii łączenia i cięcia pozwala wykorzystać zalety wielu procesów i spełnić specyficzne wymagania. Hybrydowe systemy spawania i cięcia są coraz częściej stosowane w przemyśle.

Dwa filary łączenia technologii

Spawanie i cięcie to dwa podstawowe filary technologii łączenia, odgrywające kluczową rolę we współczesnym przemyśle wytwórczym. Precyzja i jakość tych procesów są niezbędne do produkcji wysokiej jakości produktów. Dzięki ciągłym badaniom i innowacjom, technologie spawania i cięcia będą stale udoskonalane, aby sprostać rosnącym wymaganiom przemysłu i otworzyć nowe możliwości produkcyjne.

Technologia łączenia jest ważnym obszarem w produkcji i zajmuje się łączeniem elementów obrabianych w celu uzyskania gotowych produktów. Do trwałego lub tymczasowego łączenia elementów stosuje się różne metody, w zależności od wymagań konkretnego zastosowania. Jakość i niezawodność technologii łączenia mają kluczowe znaczenie dla wydajności i funkcjonalności produktu końcowego. W tym tekście przyjrzymy się podstawom technologii łączenia i przedstawimy kilka przykładów różnych procesów łączenia.

Rodzaje technologii łączenia

Istnieje wiele różnych procesów łączenia, które można wybrać w zależności od materiałów, zastosowań i konkretnych wymagań. Oto kilka najpopularniejszych technik łączenia:

• Spawanie: Spawanie to jeden z najstarszych i najpowszechniej stosowanych procesów łączenia. Obejmuje różne techniki, takie jak spawanie łukowe, spawanie laserowe, spawanie wiązką elektronów i inne. Podczas spawania elementy obrabiane są trwale łączone ze sobą za pomocą spoiny, a materiał jest topiony w miejscu łączenia.
• Lutowanie: Lutowanie to proces, w którym lut nakładany jest na łączone elementy. Po podgrzaniu lut topi się i łączy elementy. W przeciwieństwie do spawania, lutowanie nie powoduje stopienia materiału bazowego.
• Klejenie: Podczas klejenia elementy obrabiane są łączone ze sobą za pomocą warstwy kleju. Klejenie jest szczególnie odpowiednie do materiałów trudno spawalnych lub wrażliwych na wysokie temperatury.
• Nitowanie: Podczas nitowania nity lub kołki są wprowadzane przez łączone elementy, a następnie odkształcane lub spawane na końcach. W ten sposób powstaje trwałe połączenie.
• Połączenia mechaniczne: Połączenia mechaniczne obejmują techniki takie jak skręcanie, zaciskanie lub pasowanie wtłaczane. Metody te nie wymagają trwałych zmian w materiale i umożliwiają bezinwazyjny demontaż.

Przykłady zastosowania technologii łączenia

• Przemysł motoryzacyjny: Technologia łączenia odgrywa kluczową rolę w produkcji pojazdów w przemyśle motoryzacyjnym. Spawanie jest stosowane do montażu nadwozi, natomiast klejenie stosuje się w szybach samochodowych lub w przypadku materiałów kompozytowych.
• Lotnictwo i kosmonautyka: W przemyśle lotniczym i kosmicznym wymagane są połączenia o wysokiej wytrzymałości i niezawodności. Spawanie i klejenie stosuje się w przypadku elementów konstrukcyjnych, silników i podzespołów samolotów.
• Przemysł elektroniczny: Procesy lutowania są wykorzystywane w przemyśle elektronicznym do produkcji płytek drukowanych i podzespołów elektronicznych. Klejenie jest wykorzystywane przy montażu wyświetlaczy, ekranów dotykowych i obudów.
• Technologia medyczna: W technologii medycznej do produkcji wyrobów medycznych, implantów i protez wykorzystuje się kleje i procesy spawalnicze. Precyzyjne i niezawodne połączenia mają w tej dziedzinie kluczowe znaczenie.
• Budownictwo okrętowe: W budownictwie okrętowym techniki spawalnicze są wykorzystywane do produkcji kadłubów i podzespołów statków, natomiast do łączenia płyt i arkuszy tradycyjnie stosuje się nitowanie.

 

ALPHA LASER, wiodący dostawca rozwiązań do spawania laserowego, zaprezentuje swój najnowszy system spawania laserowego o mocy 1200 W na targach Welding and Cutting w Essen (11-15 września 2023 r.). System ten został zaprojektowany specjalnie do spawania dużych i delikatnych elementów, w których konwencjonalne metody spawania osiągają swoje granice. Te wysokowydajne systemy umożliwiają wykonywanie zadań spawalniczych, które wcześniej były możliwe tylko przy użyciu spawania TIG i MIG, ale z zachowaniem zalet spawania laserowego.

Zalety systemu spawalniczego laserowego ALPHA LASER 1200 W

• Ze względu na niskie zużycie ciepła przez materiał, nie ma potrzeby podgrzewania wstępnego, co pozwala zaoszczędzić czas i pieniądze.
• Minimalne odkształcenia i pęknięcia, co umożliwia spawanie trudnych i delikatnych metali bez pękania.
• Elastyczne spawanie: Systemy umożliwiają zarówno spawanie impulsowe, jak i ciągłe, w zależności od zastosowania.

Obszary zastosowań systemów spawalniczych laserowych o mocy 1200 W

Mocne systemy spawania laserowego o mocy 1200 W idealnie nadają się do różnych zastosowań, w tym:

• naprawa wału
• Spawanie utwardzające drutem i proszkiem
• Naprawy odlewów w elektrowniach wodnych
• Spawanie dużych i delikatnych elementów, w przypadku których spawanie metodą TIG jest problematyczne
• Systemy te umożliwiają topienie przewodów o średnicy 1,6 mm.

Opcje rozbudowy i automatyzacji

Systemy ALPHA LASER 1200 W oferują liczne opcje rozbudowy, takie jak osie obrotowe, osie obrotowe o dużej wytrzymałości oraz obiektywy uchylno-obrotowe do szybkiego pozycjonowania wiązki laserowej. Oprogramowanie Mabotic z zestawem skanera umożliwia skanowanie, programowanie i spawanie złożonych geometrii elementów, umożliwiając automatyzację zadań spawalniczych.

Innowacyjne systemy

Wprowadzenie wysokowydajnych systemów spawania laserowego ALPHA LASER 1200 W stanowi znaczący krok naprzód w technologii spawania delikatnych elementów. Te innowacyjne systemy umożliwiają precyzyjne i wydajne wykonywanie wymagających zadań spawalniczych, unikając jednocześnie wad konwencjonalnych procesów spawalniczych.

Więcej informacji na temat systemów spawania laserowego ALPHA LASER i możliwości ich zastosowania można uzyskać na naszym stoisku 5C10 lub internetowej www.alphalaser.eu

 

Źródło: Komunikat prasowy z dnia 31 lipca 2023 r.

Spawanie metodą TIG (spawanie elektrodą wolframową w osłonie gazów obojętnych) to proces spawania łukowego, w którym do wykonania spoiny używana jest nietopliwa elektroda wolframowa. Jest ono klasyfikowane jako spawanie w osłonie gazów, ponieważ podczas spawania stosuje się gaz obojętny, zazwyczaj argon lub hel, aby chronić stopiony metal przed reakcją z tlenem i azotem zawartymi w powietrzu.

Proces spawania metodą TIG

• Przygotowanie: Elementy przeznaczone do spawania są najpierw czyszczone i precyzyjnie ustawiane. Dokładnie ustala się spoinę i położenie elektrody.
• Konfiguracja spawarki: Spawarkę konfiguruje się zgodnie z wymaganiami. Reguluje się prąd spawania, natężenie przepływu gazu i inne parametry.
• Elektroda wolframowa i gaz: Nietopliwa elektroda wolframowa jest wkładana do uchwytu spawalniczego. Gaz obojętny jest dostarczany w celu ochrony obszaru spawania przed utlenianiem i zanieczyszczeniami.
• Proces spawania: Spawacz zajarzy łuk elektryczny, zbliżając elektrodę wolframową do spawanego przedmiotu, a następnie ją odsuwając. Powstaje łuk elektryczny, a materiał ulega stopieniu.
• Materiał dodatkowy: Jeśli wymagany jest dodatkowy materiał spawalniczy, jest on wprowadzany ręcznie do strefy spawania. Dodawanie materiału dodatkowego można precyzyjnie kontrolować i w niektórych przypadkach, w zależności od zadania spawalniczego, nie jest konieczne.
• Spoina: Elektroda wolframowa i jeziorko spawalnicze tworzą spoinę. Jakość spoiny zależy od prędkości spawania, prądu spawania i precyzji spawacza.

Charakterystyka spawania metodą TIG

• Spawanie metodą TIG umożliwia uzyskanie niezwykle precyzyjnych i czystych spoin.
• Ponieważ elektroda wolframowa nie ulega stopieniu, nie wchodzi w skład spoiny i nie wpływa na materiał spawany.
• Zastosowanie osłony gazu obojętnego pozwala na stworzenie czystej strefy spawania z minimalnym ryzykiem zanieczyszczenia.
• Proces ten można stosować w przypadku różnych metali, takich jak aluminium, stal nierdzewna, miedź i nikiel.
• Ze względu na wymagania dotyczące precyzji i kontroli, spawanie metodą TIG wymaga od spawacza pewnego poziomu doświadczenia i umiejętności.

Zastosowania spawania metodą TIG

Spawanie metodą TIG jest stosowane w wielu gałęziach przemysłu, zwłaszcza tam, gdzie wymagana jest wysoka jakość spoin. Przykłady zastosowań obejmują:

• Produkcja części samolotów i statków kosmicznych, gdzie wymagane są spoiny o wysokiej wytrzymałości i niezawodności.
• Przemysł spożywczy i farmaceutyczny, w którym czyste i nieskazitelne spoiny są podstawą higieny i bezpieczeństwa.
• Produkcja zbiorników i rurociągów ze stali nierdzewnej, gdzie wymagane są precyzyjne i szczelne spawy.
• Kowalstwo artystyczne i obróbka metali, gdzie precyzyjne spawy są wymagane w celach estetycznych i dekoracyjnych.

Precyzja i wszechstronność

Spawanie metodą TIG jest szeroko stosowaną metodą spawalniczą ze względu na swoją precyzję i wszechstronność, wykorzystywaną w wielu wymagających zastosowaniach. Umożliwia uzyskanie wysokiej jakości i trwałości spoin i jest cenione przez doświadczonych spawaczy w różnych gałęziach przemysłu.